如何控制脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)粒徑

脂質(zhì)體作為一種納米級(jí)微粒給藥體系，其在安全性、有效性、靶向性及改善難溶性藥物溶解度等方面表現(xiàn)良好。近年來，脂質(zhì)體IND及NDA相關(guān)產(chǎn)品申報(bào)也逐年增加。由于脂質(zhì)體生產(chǎn)工藝復(fù)雜，質(zhì)量控制一直是脂質(zhì)體產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)壁壘，而粒徑是反應(yīng)脂質(zhì)體質(zhì)量的一個(gè)關(guān)鍵質(zhì)量屬性，粒徑控制對(duì)脂質(zhì)體產(chǎn)品的穩(wěn)定性、藥代動(dòng)力學(xué)、包封率等都有影響。本文將簡(jiǎn)要介紹脂質(zhì)體粒徑控制的方法。

 

粒徑控制的重要性

脂質(zhì)體是由類似細(xì)胞膜的磷脂雙分子層組成，主要是由磷脂和膽固醇組成。磷脂是膜結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，膽固醇則嵌入磷脂層中間，起到穩(wěn)定膜結(jié)構(gòu)的作用。脂質(zhì)體具有親水親脂性，磷脂親水性頭部聚集朝向水性界面，疏水性尾部聚集形成穩(wěn)定封閉的囊泡結(jié)構(gòu)。脂質(zhì)體給藥系統(tǒng)屬于非均相熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng)，脂質(zhì)體在制備過程中，若粒徑大小及分布不合格，則會(huì)影響產(chǎn)品后續(xù)質(zhì)量問題。因此，粒徑大小和分布是關(guān)鍵質(zhì)量屬性。目前，粒徑控制常見的方法有：剪切法、均質(zhì)法、超聲法及薄膜擠壓法。

 

1.剪切技術(shù)

剪切法是制劑粒徑控制比較常用的方法，很多劑型粒徑的控制都能用上剪切法。如吸入劑、脂肪乳等。剪切法是利用轉(zhuǎn)子的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)子和定子之間形成劇烈的渦流，物質(zhì)在設(shè)備傳動(dòng)當(dāng)中，被高速剪切力破碎，樣品被細(xì)化，粒徑減小。剪切的過程也是物質(zhì)吸收能量的過程，由于高速運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的能量較大，可能會(huì)對(duì)剪切物產(chǎn)生一定的結(jié)構(gòu)破壞。而脂質(zhì)體的磷脂雙分子層結(jié)構(gòu)較脆弱，剪切過程中，剪切力過大產(chǎn)生的較大能量，容易破壞磷脂雙分子層，導(dǎo)致脂質(zhì)體質(zhì)量不合格（穩(wěn)定性降低，包封率降低等），故剪切法在脂質(zhì)體粒徑控制上并不多見。

 

2.均質(zhì)技術(shù)

均質(zhì)技術(shù)應(yīng)用廣泛，目前均質(zhì)法常用的技術(shù)包括高壓均質(zhì)技術(shù)和微射流技術(shù)。均質(zhì)過程總體來說也是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換使用的過程，能量轉(zhuǎn)換核心是均值單元，粒徑的細(xì)化也是在均值單元中完成。當(dāng)樣品被送到均值單元，利用液壓，樣品在狹窄的空間流道中高能碰撞、剪切，能量轉(zhuǎn)化，產(chǎn)生壓力差，樣品細(xì)化，粒徑減小[1]。均質(zhì)單元在結(jié)構(gòu)上可分為均質(zhì)閥式及微射流容腔式。微射流容腔式是具有內(nèi)部固定形狀（Z型或Y型）和特定孔徑的微射流交互容腔。均質(zhì)閥式主要通過調(diào)節(jié)均質(zhì)閥座和閥芯的貼合改變二者之間縫隙大小從而改變均質(zhì)壓力，達(dá)到調(diào)節(jié)粒徑大小的目的，同樣均質(zhì)次數(shù)也可影響粒徑的分布。

 

 

結(jié)果顯示：增加均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)可顯著降低脂質(zhì)體囊泡的粒徑，但均質(zhì)壓力和均質(zhì)次數(shù)分別高于50 MPa和3 次后，脂質(zhì)體囊泡粒度的降低以及其物理穩(wěn)定性的提高效果不再顯著，甚至當(dāng)均質(zhì)壓力大于50 MPa時(shí)，PDI有所增大[2]。

 

微射流則是通過超物料形成超音速射流量來實(shí)現(xiàn)粒徑的改善，流速越大，撞擊壓力越大，均質(zhì)效果越好。二者不同點(diǎn)在于：微射流可將粒子處理到粒徑分布系數(shù)（PDI）0.1以下，而均質(zhì)閥式釋放能量較大，動(dòng)力單元活塞運(yùn)動(dòng)頻率較高，粒子處理時(shí)間相對(duì)縮短，但均質(zhì)后的粒子PDI較大或均一性較差，可根據(jù)實(shí)際需求篩選合理的粒徑控制方式。Jahn 等報(bào)道水相和脂相的流速比由5:1 變?yōu)?0:1時(shí)，脂質(zhì)體的粒徑則從140nm減小到40nm[3]。

 

3.超聲法

超聲法應(yīng)用范圍較小，原因是超聲波法樣品處理量不大，對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)難滿足，且超聲后粒徑分布往往不能達(dá)到試驗(yàn)預(yù)期[4]。

 

4.薄膜擠壓法（擠出技術(shù)）

擠出技術(shù)同樣廣泛用于粒徑控制。脂質(zhì)體擠出技術(shù)的原理類似于過篩，即當(dāng)脂質(zhì)體溫度微高于磷脂相變溫度時(shí)，磷脂雙分子膜結(jié)構(gòu)相變，粒子柔性較好，此時(shí)通過施加一定的剪切力，對(duì)物料加壓并使物料通過一定孔徑大小的聚碳酸酯膜與不銹鋼微孔濾板，通過圓柱形孔徑后多層的脂質(zhì)體混懸液被擠壓成少層或單層脂質(zhì)體，同時(shí)混懸液中的大顆粒以及沉淀被過濾掉，以達(dá)到控制粒徑大小及分布的目的。由于濾膜孔徑固定,膜孔分布均勻、孔徑基本保持一致，所以粒子經(jīng)過濾膜擠出后粒徑大小分布較為集中，PDI較小。脂質(zhì)體擠出技術(shù)涉及五個(gè)關(guān)鍵工藝：擠出溫度、擠出壓力、擠出時(shí)間、擠出次數(shù)及濾膜的選擇。王昭等人在米托蒽醌脂質(zhì)體的制劑學(xué)及藥效研究中發(fā)現(xiàn)，采用薄膜擠壓法可以獲得平均粒徑110nm的大單室脂質(zhì)體，粒徑均一，重現(xiàn)性好，且pH梯度載藥的包封率可以高達(dá)97%[5]。

 

Whatman 聚碳酸酯膜顯微圖

 

擠出技術(shù)常用方式[6]：

a.若溶劑與溶質(zhì)純度均較高，初步溶劑化制備的脂質(zhì)混懸液雜質(zhì)與大顆粒含量較低時(shí)，可以直接通過脂質(zhì)體擠出器擠出。

 

 

b. 先均質(zhì)再擠出：對(duì)于包含大顆�；蚓蹐F(tuán)較多的脂質(zhì)混懸液，最好先用超聲或者高壓均質(zhì)機(jī)均質(zhì)處理掉大顆�；驁F(tuán)聚較大的物料，初步處理的脂質(zhì)懸液再通過脂質(zhì)體擠出器進(jìn)行過濾擠出，這樣不容易堵塞聚碳酸酯膜，又可以獲得粒徑分布均勻且集中的終產(chǎn)物。

 

參考來源：

[1]LIU W,LIU J H,et al. Characterization and high-pressure microfluidization-

inducedactivation of polyphenoloxidase from Chinese Pear (Pyrus pyrifolia Nakai)[J]. JAgr Food Chem, 2009, 57(12): 5376-5380.

[2]邰克東,趙蘇茂,楊紫恒,毛立科,高彥祥,袁芳.高壓均質(zhì)對(duì)脂質(zhì)體囊泡特性和穩(wěn)定性的影響[J].食品科學(xué),2019,40(17):169-177.

[3]JAHN A,STAVIS S M, HONG J S, et al．Microfluidic mixing and the formation of nanoscale lipid vesicles [J]．ACS Nano, 2010, 4(4): 2077-2087．

[4]王志國(guó)，楊經(jīng)安. 脂質(zhì)體粒徑控制方法和設(shè)備淺析[J].醫(yī)藥衛(wèi)生,2020（6）:193-198。

[5]王昭,陳濤等.米托蒽醌脂質(zhì)體的制劑學(xué)及藥效研究[J].第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào),2008,29(23):2134-2137.